工程车辆防抱死制动系统的控制算法及仿真研究

论文摘要

工程车辆制动系统是保证车辆行驶安全性的重要组成部分,它直接影响车辆的行驶安全性能。本文介绍了防抱死制动控制系统的发展历史、国内外研究及发展概况;分析了防抱死制动控制系统的组成、工作原理。系统的数学模型是进行控制研究的基础,在对车辆制动时动力学及运动学分析的基础上,建立了制动工况车辆数学模型;对车辆弯道制动时车轮垂直载荷变化和车身侧倾的影响进行了详细分析。针对电子机械式制动执行器的特点,建立了制动执行器的数学模型。防抱死制动控制要求在各种不同路面及不同气候条件下,均能在最少时间和最短距离内使车辆制动停车。模糊控制则恰好适应了制动过程中车辆工况的多变及轮胎的非线性系统的控制,并具有鲁棒性强的优点。本文以车轮滑移率为控制对象,分析了模糊控制的理论基础,设计了防抱死制动系统的模糊控制器,并在三种不同路面条件下进行了车辆防抱死特性的仿真分析。本文将传统的模糊控制与经典的PID控制相结合,提出了自适应模糊PID控制算法,并进行了仿真研究,提高了模糊控制方法和PID控制算法的实用性。本文还采用了模型参考模糊自适应控制算法,建立了控制器并进行了仿真研究。对上述三种控制算法与PID控制的仿真结果进行了比较,验证了控制算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 ABS 防抱死制动系统的历史和发展概况
• 1.2 工程车辆ABS 制动系统
• 1.3 工程车辆ABS 防抱死制动的控制算法研究现状
• 1.4 课题的研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 ABS 防抱死制动系统的工作原理和数学模型
• 2.1 ABS 防抱死制动系统的工作原理
• 2.1.1 车辆制动过程描述
• 2.1.2 ABS 防抱死制动系统的工作原理
• 2.2 ABS 防抱死制动系统的组成结构及工作过程
• 2.3 轮胎模型
• 2.3.1 魔术公式
• 2.3.2 轮胎稳态指数统一模型
• 2.3.3 两种轮胎模型的比较
• 2.4 车辆制动动力学模型
• 2.4.1 一般车辆动力学模型
• 2.4.2 四轮车辆制动模型
• 2.4.3 二分之一车辆制动模型
• 2.4.4 四分之一车辆制动模型
• 2.5 制动器模型
• 2.6 本章小结
• 第三章 ABS 制动系统防抱死特性的控制算法
• 3.1 防抱死特性模糊控制算法
• 3.1.1 一般模糊控制算法
• 3.1.2 模糊PID 控制
• 3.1.3 自适应模糊控制
• 3.2 本章小结
• 第四章 基于模糊控制算法的防抱死特性仿真
• 4.1 基于MATLAB/SIMULINK 的防抱死制动仿真模型
• 4.2 模糊控制器设计及仿真
• 4.4 模型参考模糊自适应控制及仿真
• 4.5 仿真结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢